以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
まず、構成について説明する。
図1に示すように、本実施の形態に係る車両10は、エンジン11と、変速装置20と、油圧制御装置30と、デファレンシャル機構40と、ドライブシャフト43と、駆動輪45と、ECU(Electronic Control Unit)100と、を備えている。本実施の形態では、無段変速機の制御装置は、ECU100を含んで構成されるとともに、後述する無段変速機70を含んで構成される変速装置20を制御するようになっている。
エンジン11は、ガソリンあるいは軽油等の炭化水素系の燃料と空気との混合気を、図示しないシリンダの燃焼室内で燃焼させることによって動力を出力する公知の内燃機関である動力装置により構成されている。エンジン11は、燃焼室内で混合気の吸気、燃焼および排気を断続的に繰り返すことによりシリンダ内のピストンを往復移動させ、ピストンに連結されたクランクシャフト15を回転させるようになっている。エンジン11に用いられる燃料は、ガソリンや軽油等に限られず、エタノール等のアルコールを含むアルコール燃料であってもよい。クランクシャフト15は、変速装置20に連結されるとともに、エンジン11で発生された動力を変速装置20に伝達するようになっている。
油圧制御装置30は、変速装置20に作動油としてのオイルを供給するとともに、供給するオイルの油圧を調整することにより、変速装置20を制御するようになっている。油圧制御装置30は、ECU100によって制御される複数のソレノイド弁等により、油圧回路の切り替えおよび油圧の制御をするようになっている。
ドライブシャフト43は、左ドライブシャフト43Lおよび右ドライブシャフト43Rを有している。駆動輪45は、左駆動輪45Lおよび右駆動輪45Rを有している。デファレンシャル機構40は、変速装置20から伝達された動力を、左ドライブシャフト43Lを回転させることによって左駆動輪45Lに伝達するとともに、右ドライブシャフト43Rを回転させることによって右駆動輪45Rに伝達するようになっている。これにより、デファレンシャル機構40は、カーブ等を走行する場合に、左駆動輪45Lと右駆動輪45Rとの回転数の差を吸収するようになっている。
駆動輪45は、ドライブシャフト43に取り付けられた金属製のホイールと、ホイールの外周に取り付けられた樹脂製のタイヤとを備えている。駆動輪45は、ドライブシャフト43によって伝達された動力により回転し、タイヤと路面との摩擦作用によって、車両10を走行させるようになっている。
ECU100は、中央演算処理装置としてのCPU(Central Processing Unit)と、固定されたデータの記憶を行うROM(Read Only Memory)と、一時的にデータを記憶するRAM(Random Access Memory)と、入力インターフェースと、出力インターフェース(いずれも図示しない)と、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)と、通信手段と、を備えている。このECU100は、車両10の全体の制御を統括するための車両用電子制御装置となっている。
例えば、ROMには、本実施の形態に係る無段変速機の制御プログラムやマップ等が記憶され、記憶装置として機能するようになっている。CPUは、このROMに記憶された制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行するようになっている。また、本実施の形態では、無段変速機の制御プログラムは、ECU100によって予め決められた時間間隔(例えば、10ms)ごとに実行されるようになっている。
ROMに記憶されたマップとしては、例えば、後述するプライマリプーリ72の入力側油圧シリンダ73のプライマリシーブ圧Pinと、セカンダリプーリ77の出力側油圧シリンダ78のセカンダリシーブPdと、無段変速機70の変速比γと、アクセルペダル12の開度(以下、アクセル開度Accともいう)と、の関係を示すマップがある。また、マップとしては、目標エンジン出力を最適燃費で達成することのできる要求トルクおよび要求エンジン回転数を求める最適燃費線を表すマップや、セカンダリシーブ圧Pdと変速比γとアクセル開度Accとプライマリシーブ圧Pinとの関係を示すマップ等がある。
また、RAMは、CPUによる演算結果や、後述する各種センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するようになっている。また、不揮発性のメモリにより構成されたEEPROMやバックアップメモリ等によって、例えば、エンジン11の停止時に保存すべきデータ等を記憶するようになっている。
CPU、RAM、ROM、入力インターフェース、出力インターフェースは、バスを介して互いに接続されている。入力インターフェースには、各種センサが接続されていて、これらセンサが検出した信号が入力されるようになっている。出力インターフェースには、例えば、油圧制御回路31(図3参照)を構成するソレノイド弁等が接続されている。ECU100は、各種センサからの信号を入力インターフェースから入力し、必要に応じてRAMやROMを参照してCPUにより演算を行い、出力インターフェースから出力することにより、本実施の形態に係る各種制御を実行するようになっている。
車両10は、クランクセンサ81と、車速センサとしての駆動軸回転数センサ83と、アクセル開度センサ84と、を備えている。
クランクセンサ81は、クランクシャフト15のクランク位置やクランク角度を検知して、エンジン回転速度の信号を検出できるクランクポジションセンサにより構成されている。クランクセンサ81は、クランクシャフト15の回転数を検出して信号に変換し、その信号をECU100に入力するようになっている。ECU100は、クランクセンサ81によって入力された検出信号が表すクランクシャフト15の回転数を、エンジン回転数Neとして取得する。
駆動軸回転数センサ83は、左ドライブシャフト43Lの回転数を検出して信号に変換し、その信号をECU100に入力するようになっている。駆動軸回転数センサ83は、電磁ピックアップ式回転数センサにより構成されている。ECU100は、駆動軸回転数センサ83によって入力された左ドライブシャフト43Lの回転数を表す検出信号に基づいて、車両10の車速Vを算出するようになっている。本実施の形態では、駆動軸回転数センサ83は、左ドライブシャフト43Lの回転数を検出するようにしているが、これには限られず、右ドライブシャフト43Rの回転数を検出するようにしてもよい。
アクセル開度センサ84は、運転者の踏み込みにより操作されるアクセルペダル12の近傍に配置され、アクセルペダル12の開度を検出するようになっている。アクセル開度センサ84は、アクセルペダル12の踏込み量に対してリニアな関係の出力電圧を得られるリニアタイプのアクセルポジションセンサにより構成されている。アクセル開度センサ84は、アクセル開度Accを検出して信号に変換し、その信号をECU100に入力するようになっている。ECU100は、アクセル開度センサ84によって入力された検出信号が表すアクセル開度Accを、エンジン11の出力として取得する。
次に、変速装置20の構成について、図2に基づいて説明する。
変速装置20は、トルクコンバータ50と、前後進切り替え機60と、無段変速機(以下、単にCVT:Continuously Variable Transmissionという)70と、減速歯車機構80とを備えている。エンジン11から出力された動力は、トルクコンバータ50→前後進切り替え機60→CVT70→減速歯車機構80という動力伝達経路を介してデファレンシャル機構40に伝達され、左駆動輪45Lおよび右駆動輪45Rに分配されるようになっている。
トルクコンバータ50は、ポンプインペラ51pと、タービンランナ51tと、ステータ51sと、フロントカバー52と、ロックアップクラッチ53とを備えている。トルクコンバータ50は、エンジン11とCVT70との間に流体伝動機構として設けられている。
ポンプインペラ51pは、フロントカバー52を介してクランクシャフト15に連結されている。タービンランナ51tは、タービンシャフト54を介して前後進切り替え機60に連結されている。ステータ51sは、一方向クラッチを介して非回転部材に回転可能に支持されている。
ポンプインペラ51pとタービンランナ51tとは、対向して設けられている。ポンプインペラ51pとタービンランナ51tとの対向部には、それぞれ多数のブレードが備えられるとともに、オイルが充填されている。これにより、ポンプインペラ51pとタービンランナ51tとの間では、オイルを介して動力伝達が行われるようになっている。
タービンランナ51tには、ロックアップクラッチ53が設けられている。ロックアップクラッチ53は、タービンシャフト54と一体回転するように取り付けられるとともに、タービンシャフト54の軸方向に移動可能なように構成されている。また、ロックアップクラッチ53とフロントカバー52との間には、解放側油室55が形成されている。解放側油室55には、解放側油路56が連通している。ロックアップクラッチ53とタービンランナ51tとの間には、係合側油室57が形成されている。係合側油室57には、係合側油路58およびドレン油路59が連通している。
ロックアップクラッチ53は、係合側油室57内の係合側油圧Ponと解放側油室55内の解放側油圧Poffとのロックアップ差圧ΔP(=Pon−Poff)により、軸方向に移動してフロントカバー52に対して係合状態および解放状態に切り替わるようになっている。すなわち、ロックアップクラッチ53は、セカンダリ圧Psecによって制御される係合側油圧Ponおよび解放側油圧Poffの差圧であるロックアップ差圧ΔPにより、トルクコンバータ50の入力側と出力側との間を係合または解放するようになっている。ロックアップクラッチ53は、ポンプインペラ51pおよびタービンランナ51tを一体的に連結して相互に一体回転させることにより、燃費向上を図るようになっている。
前後進切り替え機60は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置によって構成されている。前後進切り替え機60は、サンギヤ61と、キャリヤ62と、リングギヤ63と、前進クラッチ64と、ハウジング65と、後進ブレーキ66とを備えている。
サンギヤ61は、トルクコンバータ50のタービンシャフト54に連結されている。キャリヤ62は、サンギヤ61とリングギヤ63との間に設けられる第1のピニオンギヤ67および第2のピニオンギヤ68の各回転軸に回転可能に連結されるとともに、CVT70の入力軸であるプライマリシャフト71に連結されている。前進クラッチ64は、キャリヤ62とサンギヤ61との間に設けられるとともに、油圧により係合状態と解放状態とに切り替わるようになっている。後進ブレーキ66は、リングギヤ63とハウジング65との間に設けられるとともに、油圧により係合状態と解放状態とに切り替わるようになっている。
前後進切り替え機60は、前進クラッチ64が係合状態であるとともに後進ブレーキ66が解放状態であると、サンギヤ61と、キャリヤ62と、リングギヤ63とが一体回転させられてタービンシャフト54がプライマリシャフト71に直結されるようになっている。これにより、前進方向の駆動力が、タービンシャフト54からプライマリシャフト71に伝達され、最終的には駆動輪45にまで伝達されるようになっている。
また、前後進切り替え機60は、前進クラッチ64が解放状態であるとともに後進ブレーキ66が係合状態であると、リングギヤ63は固定される。このため、タービンシャフト54と一体回転するサンギヤ61の回転方向に対して、第1のピニオンギヤ67および第2のピニオンギヤ68を介してキャリヤ62は反対方向に回転するようになっている。よって、キャリヤ62と連結したプライマリシャフト71はタービンシャフト54に対して逆回転させられるため、後進方向の駆動力が駆動輪45に伝達される。
CVT70は、駆動側プーリとしてのプライマリプーリ72と、被駆動側プーリとしてのセカンダリプーリ77と、ベルト75とを有している。ベルト75は、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77のそれぞれに形成されたV溝に巻き掛けられている。CVT70は、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77のV溝の内壁部とベルト75との間の摩擦力を利用して動力を伝達するようになっている。
本実施の形態では、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77からのベルト75への挟圧力を制御する手段として、各プーリ72,77に供給される油の油圧を制御する構成としている。
プライマリプーリ72は、可動シーブ72aと、固定シーブ72bと、入力側油圧シリンダ73とを備えている。可動シーブ72aは、プライマリシャフト71に対して一体回転可能、かつ軸方向に移動可能に設けられている。固定シーブ72bは、プライマリシャフト71に対して一体回転可能、かつ軸方向に移動できないように設けられている。入力側油圧シリンダ73は、プライマリシーブ圧Pinにより可動シーブ72aを軸方向に移動するようになっている。
プライマリプーリ72は、入力側油圧シリンダ73により可動シーブ72aを軸方向に移動することにより、固定シーブ72bとの間のV溝幅を変更可能になっている。プライマリプーリ72は、V溝幅を変更することにより、有効径、すなわちベルト75の巻き掛け径を変更するようになっている。
セカンダリプーリ77は、可動シーブ77aと、固定シーブ77bと、出力側油圧シリンダ78とを備えている。可動シーブ77aは、セカンダリシャフト79に対して一体回転可能、かつ軸方向に移動可能に設けられている。固定シーブ77bは、セカンダリシャフト79に対して一体回転可能、かつ軸方向に移動できないように設けられている。出力側油圧シリンダ78は、セカンダリシーブ挟圧Pdにより可動シーブ77aを軸方向に移動するようになっている。また、このセカンダリシーブ圧Pdは、ベルト挟圧となっている。
セカンダリプーリ77は、出力側油圧シリンダ78により可動シーブ77aを軸方向に移動することにより、固定シーブ77bとの間のV溝幅を変更可能になっている。セカンダリプーリ77は、V溝幅を変更することにより、有効径、すなわちベルト75の巻き掛け径を変更するようになっている。
そして、油圧制御装置30から入力側油圧シリンダ73および出力側油圧シリンダ78に供給されるオイルの油圧により、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77のV溝幅が変化して、ベルト75の巻き掛け径が変更されるようになっている。CVT70は、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77の軸方向に与えられる推力の制御により、変速比γを無段階に変化させることができる。
本実施の形態のCVT70では、入力側油圧シリンダ73のプライマリシーブ圧Pinが油圧制御回路31によって制御されることにより、プライマリプーリ72のV溝幅が変化してベルト75の巻き掛け径が変更される。これにより、ECU100は、CVT70の変速比γ(=プライマリシャフト71の回転数Nin/セカンダリシャフト79の回転数Nout)を連続的に変化させることができる。
また、本実施の形態のCVT70では、出力側油圧シリンダ78のセカンダリシーブ圧Pdが油圧制御回路31によって制御されることにより、ベルト75が滑りを生じないようにセカンダリプーリ77からのベルト挟圧力が制御される。
本実施の形態のCVT70は、プライマリプーリ72と、セカンダリプーリ77と、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77に巻き掛けられるベルト75とを有している。そして、CVT70は、プライマリプーリ72に供給されるプライマリシーブ圧Pinおよびセカンダリプーリ77に供給されるセカンダリシーブ圧Pdの変化により変速比γを連続的に制御するようになっている。
CVT70は、運転者の要求に応じて図示しないシフトレバーの操作によりシフトレンジを切り替え可能になっている。CVT70は、シフトレンジとして、P(パーキング)レンジ、N(ニュートラル)レンジ、D(ドライブ)レンジ、R(リバース)レンジ、M(マニュアル)レンジ(シーケンシャルレンジ)等を備えている。
変速装置20は、入力軸回転数センサ85と、出力軸回転数センサ86と、タービントルクセンサ87とを備えている。入力軸回転数センサ85は、プライマリシャフト71の回転数Ninを検出して信号に変換し、その信号をECU100に入力するようになっている。出力軸回転数センサ86は、セカンダリシャフト79の回転数Noutを検出して信号に変換し、その信号をECU100に入力するようになっている。タービントルクセンサ87は、タービンシャフト54のトルクを検出して信号に変換し、その信号をECU100に入力するようになっている。
次に、油圧制御装置30が有する油圧制御回路31の構成について、図3〜図4に基づいて説明する。
図3に示すように、油圧制御回路31は、オイル供給部200と、ライン圧調圧部300と、ロックアップクラッチ制御部400と、前進クラッチ制御部500と、シーブ圧制御部600とを備えている。これらはいずれもECU100により制御されるようになっている。
オイル供給部200は、図示しないオイルポンプによりオイルを供給するようになっている。ライン圧調圧部300は、オイル供給部200から供給されるオイルの油圧をライン圧PLに調圧するようになっている。また、ライン圧調圧部300は、ロックアップクラッチ制御部400にセカンダリ圧Psecおよび信号圧Psluを供給するとともに、前進クラッチ制御部500に信号圧Psluを供給するようになっている。
ロックアップクラッチ制御部400は、ライン圧調圧部300からのセカンダリ圧Psecおよび信号圧Psluに応じて、ロックアップクラッチ53にロックアップ差圧ΔPを供給するようになっている。前進クラッチ制御部500は、ライン圧調圧部300から供給された信号圧Psluにより前進クラッチ64の解放と係合とを切り替え可能になっている。
図4に示すように、シーブ圧制御部600は、ライン圧モジュレータ弁610と、プライマリシーブ圧調圧弁620と、変速ソレノイド弁630と、セカンダリシーブ圧調圧弁640と、ベルト挟圧ソレノイド弁650と、プライマリシーブ圧切替弁660と、オンオフソレノイド弁670と、油圧センサ680とを備えている。
ライン圧モジュレータ弁610は、入力ポート611と、出力ポート612とを有している。入力ポート611はオイル供給部200に連通されている。ライン圧調圧部300により調圧されたライン圧PLは、ライン圧モジュレータ弁610に供給されて、ライン圧モジュレータ弁610によりECU100からの指示に従って調整されるようになっている。
プライマリシーブ圧調圧弁620は、ノーマリオープン型の信号作動弁からなり、入力ポート621と、出力ポート622と、信号圧ポート623とを有している。入力ポート621は、ライン圧モジュレータ弁610の出力ポート612に連通されている。信号圧ポート623は、変速ソレノイド弁630に連通されている。プライマリシーブ圧調圧弁620は、ライン圧モジュレータ弁610から入力ポート621に流入されたオイルを変速ソレノイド弁630からの信号圧P1に従って調圧し、出力ポート622から流出するようになっている。
ECU100は、プライマリプーリ72の入力側油圧シリンダ73のプライマリシーブ圧Pinを、セカンダリシーブ圧Pdと、変速比γと、アクセル開度Accと、プライマリシーブ圧Pinとの関係を示すマップに基づいて算出するようになっている。
プライマリシーブ圧調圧弁620は、変速ソレノイド弁630からオイルが供給されないオフ状態では、入力ポート621を全開にするとともに、出力ポート622から流出されるオイルの油圧を入力ポート621から流入されるオイルの油圧に従って一定にするようになっている。
一方、プライマリシーブ圧調圧弁620は、変速ソレノイド弁630から信号圧P1が供給されるオン状態では、図示しないスプール弁の移動によって、入力ポート621を適宜な開度で塞ぐようになっている。プライマリシーブ圧調圧弁620は、入力ポート621の開度に応じて、出力ポート622から流出するオイルのプライマリシーブ圧Pinを変化させるようになっている。
変速ソレノイド弁630は、図示しない油路により供給されたオイルを調圧して信号圧P1として出力するようになっている。変速ソレノイド弁630は、例えばデューティソレノイド弁からなり、ECU100によって電流が印加されることで、信号圧ポート623に供給されるオイルの信号圧P1が制御されるようになっている。ECU100は、変速ソレノイド弁630からプライマリシーブ圧調圧弁620に供給する信号圧P1を制御することにより、プライマリシーブ圧調圧弁620から出力されるプライマリシーブ圧Pinを調整するようになっている。
セカンダリシーブ圧調圧弁640は、ノーマリオープン型の信号作動弁からなり、入力ポート641と、出力ポート642と、信号圧ポート643とを有している。入力ポート641は、ライン圧モジュレータ弁610の出力ポート612に連通されている。出力ポート642は、セカンダリプーリ77の出力側油圧シリンダ78に連通されている。信号圧ポート643は、ベルト挟圧ソレノイド弁650に連通されている。セカンダリシーブ圧調圧弁640は、ライン圧モジュレータ弁610から入力ポート641に流入されたオイルをベルト挟圧ソレノイド弁650からの信号圧P2に従って調圧し、出力ポート642から流出するようになっている。
セカンダリシーブ圧調圧弁640は、ベルト挟圧ソレノイド弁650からオイルが供給されないオフ状態では、入力ポート641を全開にするとともに、出力ポート642から流出されるオイルの油圧を入力ポート641から流入されるオイルの油圧に従って一定にするようになっている。
一方、セカンダリシーブ圧調圧弁640は、ベルト挟圧ソレノイド弁650から信号圧P2が供給されるオン状態では、図示しないスプール弁の移動によって、入力ポート641を適宜な開度で塞ぐようになっている。セカンダリシーブ圧調圧弁640は、入力ポート641の開度に応じて、出力ポート642から流出するオイルのセカンダリシーブ圧Pdを変化させるようになっている。
ベルト挟圧ソレノイド弁650は、図示しない油路により供給されたオイルを調圧して信号圧P2として出力するようになっている。ベルト挟圧ソレノイド弁650は、例えばリニアソレノイド弁からなり、ECU100によって電流が印加されることで、信号圧ポート643に供給されるオイルの信号圧P2が制御されるようになっている。ECU100は、ベルト挟圧ソレノイド弁650からセカンダリシーブ圧調圧弁640に供給する信号圧P1を制御することにより、セカンダリシーブ圧調圧弁640から出力されるセカンダリシーブ圧Pdを調整するようになっている。
プライマリシーブ圧切替弁660は、プライマリシーブ圧調圧弁620から流出されたオイルと、セカンダリシーブ圧調圧弁640から流出されたオイルとを、プライマリプーリ72に流入させる中継装置として機能する。プライマリシーブ圧切替弁660は、プライマリシーブ圧調圧弁620から供給されたオイルと、セカンダリシーブ圧調圧弁640から供給されたオイルとのいずれかを切り替えて、プライマリプーリ72に供給するようになっている。
プライマリシーブ圧切替弁660は、入力ポート661,662と、出力ポート663と、信号圧ポート664とを有している。入力ポート661は、プライマリシーブ圧調圧弁620の出力ポート622に連通されている。入力ポート662は、セカンダリシーブ圧調圧弁640の出力ポート642に連通されている。出力ポート663は、プライマリプーリ72の入力側油圧シリンダ73に連通されている。信号圧ポート664は、オンオフソレノイド弁670に連通されている。
入力ポート661および入力ポート662は、いずれか一方が出力ポート663と切り替え可能に連通するようになっている。プライマリシーブ圧切替弁660は、図示しないスプール弁の軸方向移動によって、入力ポート661が出力ポート663に連通する通常状態と、入力ポート662が出力ポート663に連通するフェール状態とに切り替え可能になっている。
プライマリシーブ圧切替弁660を通常状態にする時は、ECU100は、オンオフソレノイド弁670からの信号圧P3を信号圧ポート664に供給させないことにより、入力ポート661は出力ポート663に連通するようになっている。一方、プライマリシーブ圧切替弁660をフェール状態にする時は、ECU100は、オンオフソレノイド弁670からの信号圧P3を信号圧ポート664に供給させることにより、入力ポート662は出力ポート663に連通するようになっている。
オンオフソレノイド弁670には、図示しない油路を介してオイルが供給されるようになっている。オンオフソレノイド弁670は、供給されたオイルの油圧をプライマリシーブ圧切替弁660の入力ポート661および入力ポート662の出力ポート663への連通状態を決定する信号圧P3に制御し、プライマリシーブ圧切替弁660に供給するようになっている。
油圧センサ680は、セカンダリシーブ圧調圧弁640の出力ポート642から、セカンダリプーリ77の可動シーブ77aの出力側油圧シリンダ78の油圧室に供給されるセカンダリシーブ圧Pdを検出して信号に変換し、その信号をECU100に入力するようになっている。
よって、プライマリシーブ圧調圧弁620は、CVT70の通常時に、ライン圧モジュレータ弁610から供給されたオイルを、プライマリシーブ圧切替弁660の入力ポート661からプライマリシーブ圧切替弁660の出力ポート663への経路を経て、プライマリプーリ72の入力側油圧シリンダ73に供給するようになっている。すなわち、プライマリシーブ圧調圧弁620は、CVT70の通常時には、プライマリプーリ72の可動シーブ72aの入力側油圧シリンダ73の油圧室に供給されるプライマリシーブ圧Pinを制御するようになっている。
セカンダリシーブ圧調圧弁640は、CVT70のフェール時に、ライン圧モジュレータ弁610から供給されたオイルを、プライマリシーブ圧切替弁660の入力ポート662からプライマリシーブ圧切替弁660の出力ポート663への経路を経て、プライマリプーリ72の入力側油圧シリンダ73に供給するようになっている。すなわち、セカンダリシーブ圧調圧弁640は、CVT70のフェール時には、プライマリプーリ72の可動シーブ72aの入力側油圧シリンダ73の油圧室に供給されるプライマリシーブ圧Pinを制御するようになっている。
また、セカンダリシーブ圧調圧弁640は、CVT70の通常時およびフェール時に、ライン圧モジュレータ弁610から供給されたオイルを、セカンダリプーリ77の出力側油圧シリンダ78に供給するようになっている。すなわち、セカンダリシーブ圧調圧弁640は、セカンダリプーリ77の可動シーブ77aの出力側油圧シリンダ78の油圧室に供給されるセカンダリシーブ圧Pdを制御するようになっている。
本実施の形態の無段変速機の制御装置は、駆動軸回転数センサ83と、CVT70とを備え、車両10の速度Vが所定の速度Vaより低い場合には、CVT70を最大変速比としつつ、プライマリシーブ圧Pinおよびセカンダリシーブ圧Pdをフィードフォワード制御するようになっている。また、本実施の形態の無段変速機の制御装置は、車両10の速度Vが所定の速度Vaより高い場合には、CVT70の変速比γを制御しつつ、プライマリシーブ圧Pinおよびセカンダリシーブ圧Pdをフィードバック制御するようになっている。
そして、本実施の形態の無段変速機の制御装置は、フィードフォワード制御時は、プライマリシーブ圧Pinを低圧側ばらつきの分だけ高く設定するとともに、セカンダリシーブ圧Pdを高圧側ばらつきおよび低圧側ばらつきの分だけ高く設定するようになっている。また、本実施の形態の無段変速機の制御装置は、フィードフォワード制御からフィードバック制御に移行する際に、セカンダリシーブ圧Pdを高圧側ばらつき分だけ下げ、その後にセカンダリシーブ圧Pdおよびプライマリシーブ圧Pinを低圧側ばらつき分だけ下げるようになっている。
ここで、本実施の形態で高圧側ばらつきとは、プライマリプーリ72またはセカンダリプーリ77に対して設定したシーブ圧Pin,Pdに対して、高圧側に発生する油圧の誤差を意味する。また、本実施の形態で低圧側ばらつきとは、プライマリプーリ72またはセカンダリプーリ77に対して設定したシーブ圧Pin,Pdに対して、低圧側に発生する油圧の誤差を意味する。
また、本実施の形態の無段変速機の制御装置は、車両10の速度Vが所定の速度Vaより低い状態から高い状態に加速した場合に、フィードフォワード制御からフィードバック制御への移行を開始するようになっている。ここでの所定の速度Vaは低車速領域上限値であり、例えば2km/hとすることができる。ただし、所定の速度は2km/hに限られないことは勿論である。
また、本実施の形態の無段変速機の制御装置は、セカンダリシーブ圧Pdを高圧側ばらつき分だけ下げてから、所定時間Ta経過後にセカンダリシーブ圧Pdおよびプライマリシーブ圧Pinを低圧側ばらつき分だけ下げるようになっている。すなわち、ECU100は、セカンダリシーブ圧Pdを高圧側ばらつき分だけ下げてからの経過時間を測定するタイマー機能を有している。また、ここでの所定時間Taは、CVT70により適宜設定可能となっている。
ここで、本実施の形態の無段変速機の制御装置では、低圧側ばらつきはベルト滑り防止分であるとともに、高圧側ばらつきはダウンシフト補償分であるようになっている。本実施の形態において、ベルト滑り防止分とは、ベルト75の滑りを防止するのに最低限必要な油圧の上乗せ分を意味する。また、本実施の形態において、ダウンシフト補償分とは、ダウンシフトを発生しないことを補償するために最低限必要な油圧の上乗せ分を意味する。
次に、作用について説明する。
ECU100は、以下の無段変速機の制御プログラムの処理を、予め決められた例えば10msごとの時間間隔で実行するようになっている。図5に示すように、ECU100は、車両10が所定速度Va以下の低速走行を行っている時に、プライマリシーブ圧Pinおよびセカンダリシーブ圧Pdに対してフィードフォワード制御により制御を行う(ステップS1)。ここでは、ECU100は、プライマリシーブ圧Pinを低圧側ばらつきの分、すなわちベルト滑り防止分だけ高く設定する。また、ECU100は、セカンダリシーブ圧Pdを高圧側ばらつき、すなわちダウンシフト補償分および低圧側ばらつきの分、すなわちベルト滑り防止分だけ高く設定する。
ECU100は、フィードフォワード制御が行われているときに、車両10が加速して車速Vが所定速度Vaを上回ったか否かを判断する(ステップS2)。車速Vが所定速度Vaを上回ったか否かは、駆動軸回転数センサ83の信号に基づきECU100により判断される。ECU100は、車速Vが所定速度Vaを上回っていないと判断した場合は(ステップS2;NO)には、ECU100はメインルーチンに処理を戻す。
ECU100が、車速Vが所定速度Vaを上回ったと判断した場合は(ステップS2;YES)には、ECU100は、セカンダリシーブ圧Pdを高圧側ばらつき分、すなわちダウンシフト補償分だけ下げて、フィードフォワード制御からフィードバック制御への移行を開始する(ステップS3)。
さらに、ECU100は、セカンダリシーブ圧Pdをダウンシフト補償分だけ下げてから所定時間Taが経過したか否かを判断する(ステップS4)。ECU100が、セカンダリシーブ圧Pdをダウンシフト補償分だけ下げてから所定時間Taが経過していないと判断した場合は(ステップS4;NO)、再度同じ判断を繰り返す(ステップS4)。
ECU100が、セカンダリシーブ圧Pdをダウンシフト補償分だけ下げてから所定時間Taが経過したと判断した場合は(ステップS4;YES)、ECU100は、フィードバック制御での追従性を確保できたものと判断する。このため、ECU100は、セカンダリシーブ圧Pdを低圧側ばらつき分、すなわちベルト滑り分だけ下げて、所定のトルク容量にする(ステップS5)。同時に、ECU100は、プライマリシーブ圧Pinを、低圧側ばらつき分、すなわちベルト滑り分だけ下げて所定のトルク容量にする(ステップS6)。これにより、ECU100は、フィードフォワード制御からフィードバック制御への移行を完了し、以後はECU100によってフィードバック制御が継続される(ステップS7)。
次に、走行中の車両10において車速Vが所定速度Vaより低い状態から高い状態に加速した際の動作を、図6に示すタイムチャートに沿って説明する。ECU100は、車速Vが所定速度Vaより低い場合は、プライマリシーブ圧Pinおよびセカンダリシーブ圧Pdに対してフィードフォワード制御により制御を行う。これにより、ECU100は、プライマリシーブ圧Pinをベルト滑り防止分だけ高く設定する。また、ECU100は、セカンダリシーブ圧Pdをダウンシフト補償分およびベルト滑り防止分だけ高く設定する。ここで、セカンダリシーブ圧Pdは最大変速比、すなわちCVT70の変速比γは最Lowになっている。
例えば、運転者がアクセルペダル12を踏み込んで、エンジン回転数Neが上昇し、プライマリシーブ回転数が上昇することにより、車速Vが上昇する。そして、T0において、車速Vが所定速度Vaを上回る。これにより、ECU100は、セカンダリシーブ圧Pdをダウンシフト補償分だけ下げて、フィードフォワード制御からフィードバック制御への移行を開始する。
ECU100がセカンダリシーブ圧Pdをダウンシフト補償分だけ下げてから所定時間Taが経過すると、T1において、ECU100はフィードバック制御での追従性を確保できたものと判断する。ECU100は、セカンダリシーブ圧Pdをベルト滑り分だけ下げて、図中破線で示す所定のトルク容量にする。同時に、ECU100は、プライマリシーブ圧Pinをベルト滑り分だけ下げて、図中破線で示す所定のトルク容量にする。
これにより、ECU100は、フィードフォワード制御からフィードバック制御への移行を完了し、以後はECU100によってフィードバック制御が継続される。そして、ECU100は、変速比γを最大変速比から徐々に下げるようになる。
本実施の形態に係る無段変速機の制御装置によれば、ECU100は、フィードフォワード制御からフィードバック制御へ移行するときに、セカンダリシーブ圧Pdを高圧側ばらつき分だけ下げ、その後にセカンダリシーブ圧Pdおよびプライマリシーブ圧Pinを低圧側ばらつき分だけ下げる。これにより、ECU100は、プライマリプーリ72およびセカンダリプーリ77に対するベルト75の滑りを防止することができる。よって、ECU100は、ベルト75を滑らせることなく低車速走行から通常車速走行への切り替えが可能になる。
また、本実施の形態に係る無段変速機の制御装置によれば、ECU100は、車速Vが所定速度Vaを超えて低車速領域を脱した後に、フィードフォワード制御から車速Vに応じたフィードバック制御に移行させる。よって、ECU100は、フィードフォワード制御からフィードバック制御への移行を最適な時期に行えるようになる。
また、本実施の形態に係る無段変速機の制御装置によれば、ECU100は、所定時間Taを経過させることにより制御対象となる油圧の追従性を確保してからフィードバック制御に完全に移行することができる。このため、フィードバック制御に移行してからの油圧制御における追従性を高めることができ、ベルト滑りの発生を高精度に抑制することができる。
以上のように、本発明に係る無段変速機の制御装置は、CVTを備えた車両において、ベルトを滑らせることなく低車速走行から通常車速走行へ切り替えることができるという効果を奏するものであり、無段変速機の制御装置に有用である。